1、图纸 QQ1074765680图纸 QQ1074765680目 录摘要-1英文摘要-11 绪论-21.1 项目研究的背景-21.1.1 国外打标机的发展-21.1.2 我国打号机的发展现状-41.2 钢坯打标机在炼钢生产中的作用-51.3 课题的提出及意义-52 气动回路设计-62.1 气动回路设计-62.1.1 气动回路的设计思路-62.1.2 气动回路图的设计-62.2 气动回路图各元件型号选择及其性能分析-73 硬件系统设计-133.1 PLC 型号选择及其性能分析-133.1.1 可编程控制器的应用和发展-133.1.2 PLC 的工作原理及其性能分析- 173.2 PLC 中 CPU
2、 的选择- 183.3 电机的选择及其分析-193.3.1 步进电机的选用及分析-193.3.2 三相异步电动机的选用及分析- 203.4 传感器型号选择及其性能分析- 223.4.1 激光测距传感器- 223.4.2 透射式电涡流测厚传感器- 224 软件设计部分-254.1 各运行部分之间距离与延时时间的设定-254.1.1 各零件距离设定-254.1.2 各运行速度设定-254.1.3 其他值的计算-25图纸 QQ1074765680图纸 QQ10747656804.2 PLC 控制系统流程的设计-264.2.1 系统描述-264.2.2 PLC 控制系统-274.2.3 PLC 控制系
3、统的扩展配置-274.2.4 程序主流程-284.3 PLC 的 I/O 地址分配-314.4 设计 PLC 的外部接线图-314.5 电机控制电路主回路-324.6 设计梯形图程序-334.6.1 编写梯形图的软件介绍-334.6.2 用 PLC 对步进电机的控制方式描述-344.6.3 采用多段管线 PTO 输出控制步进电机-374.6.4 PLC 的抗干扰措施-465 研究工作的总结-476 致谢-487 参考文献-498 附录-50附录一：气动回路设计图附录二：PLC 编程程序梯形图附录三：相关课题英文资料及其翻译全自动钢坯喷码机 PLC控制系统设计专业：测控技术与仪器 作者：李晋 指
4、导老师：王广斌老师摘要： 工业自动化技术在近年来发展十分迅猛，当前工业自动化三大支柱技术之一的 PLC 技术以其很高的可靠性和抗干扰能力受到广泛的欢迎，在各行各业的技术改造过程中被大量地应用。然而，单机控制往往因为点数的限制，无法 实现对于较复杂的系统的控制。表面处理工程领域是当前一个倍受关注的领域，作为一个新兴的边缘学科领域，有着蓬勃的生机，这一工程领域内的喷码生产则是一项非常传统的产业，生 产率低下生产技术水平不高的 现实迫切需要对其加以技术改造。本文就如何提高 喷码生产领域的自动化水平，运用 PLC 技术在生产线上实现控制。论文首先分析了 喷码打标行业的生产状况，比 较了几种常用的控制策
5、略的优缺点，确定具体的控制方案，接着分析并设计了系统的控制流程，再就设备级的控制进行深入的研究，在硬件和软件两个层面上的控制进行了设计，最后对于系统的可靠性进 行了设计。 针对钢坯生产线，运用 PLC 控制气动回路，再控制喷头进行定位喷码；在操作上选用步进电机来精确定位和调速。图纸 QQ1074765680图纸 QQ1074765680关键词: PLC； 钢坯喷码； 控制； 气动； 步进电机The design of PLC Control System for Full-automatic spray-marker of Steel BilletMajor:Measurement and C
6、ontrol Ttechnology marking on the billet ; control,; pneumatic; stepping motor 1 绪论1.1 项目研究的背景在机械成品和半成品加工过程中，为了及时而准确地识别产品的零部件，往往需要在自己的产品上标以明显的标志或记号，因此标记打印加工是机械制造过程的重要工序之一。过去，大多靠手工在产品上建立各种字符、图形等。采用人工方式速度慢，图案单调，在复杂的环境下难以进行，不利于现代化操作流程。随着计算机技术、自动控制技术、传动技术及 CAD 技术的发展，在成批、大量的现代化生产过程中，标记尽量使 PLC 远离高频设备，并做好接
7、地处理;在确保无泄漏电流现象的情况下，可与其它设备共用电缆沟;安装于控制柜内的 PLC，应注意须远离那些在开关时易产生电弧的接触器和低压断路器等电器元件，同时，必须在易产生电弧的电器元件旁连接阻容吸收器后才能作为 PLC 输出端。5 研究工作的总结喷码机的研制开发，主要是为了改变目前国内喷码设备都依赖进口的局面，喷码机控制系统的设计是喷码机研制开发的重要一环。本论文在分析了喷码机的组成和工作原理的基础上，进行了控制系统设计。使所研制的喷码机具有喷印速度快、精度高、可靠性好等特点，且留有网络接口，便于远程控制。在理论上是完全可以实现的。论文主要的研究与设计工作和取得的一些成果有:(1)阐述了喷码
8、机的组成与控制方式，搭建了喷码机控制系统的软硬件开发平台，在所搭建的平台基图纸 QQ1074765680图纸 QQ1074765680础上，完成了控制系统的总体设计和详细设计；（2）根据本设计需要的功能实现来设计出了气动控制回路，以及各部分的部件选型；（3)设计了 PLC 控制系统的硬件部分，满足了喷码机内部和外部信号传输的需要；(4)设计了 PLC 控制系统的软件部分，梯形图的详细步骤设计；（5）本系统使用方便，设计紧凑，但功能却十分齐全，作一定的小的改善即可应用于生产，有一定的工业生产价值。（6）喷码机的设计在中国还属于自动化程度较低的领域，本设计对此领域的自动化程度的提高有一定的推动作用
9、。6 致谢经过半年的准备、学习和设计，本次毕业设计已经接近尾声，由于我的毕业设计没有任何模版或完整参考资料，作为一个本科生的我，由于知识的缺陷，经验的匮乏，难免有许多考虑不周全或者根本想不到的地方，如果没有王老师对我的指导和纠正，对每个环节都严格把关，我一个人想要完成这个设计是很困难的。所以首先要感谢我的指导老师王广斌老师。王老师在异地进行学习，还经常回学校对我们进行检查和指导，纠正我们的设计错误，给我们提建议和鼓励我们。对我们来说老师的话比任何学习资料都宝贵，图纸 QQ1074765680图纸 QQ1074765680都更有价值。有时老师不能回学校，也会在网路上和我们对话，耐心回答我们的每一
10、个问题。在我做毕业设计的每个阶段，从查阅资料弄懂工作原理，设计草案的确定和修改，原理图的绘制，程序的编制、调试等整个过程中，他承担了很大的工作量，并给我耐心的讲解指导，让我学到了很多书本上学不到的知识。他在技术上的执著、钻研和刻苦，令我非常敬佩，也将积极影响我今后的学习和工作，这里向我的老师致以最诚挚的谢意。其次要感谢和我一起作毕业设计的同组的陈永久，陆长友，文碧闻，王中卿等同学，感谢他们在本次设计中和我互通信息，资源共享以及互相鼓励。使我克服了许多困难来完成此次毕业设计。同时，在我进行毕业设计的整个过程中，得到了段凯老师和其他同学的帮助，感谢段老师提供了实验室，感谢其他同学对我的专业知识上的
11、指导和帮助。在这次毕业设计过程中，我第一次感受到了用自己的思维设计出成果时的喜悦和满足，也能更清楚的看到自己在专业知识学习上的不足和盲点。这毕竟是我跨出了实践的第一步，最重要的是培养了我对电子行业的兴趣，有了自己的职业方向，不再有太多的盲目性。在未来的日子里，我将更加努力的学习和工作，来报答曾经关心过我的领导、老师和朋友！ 李晋湖南科技大学2007 年 6 月7 参考文献1 张进秋，陈永利 编. 可编程控制器原理及应用实例M. 机械工业出版社， 2004.2 邓星钟 主编. 机电传动控制（第三版）M. 华中科技大学出版社， 2000.3 胡学林 主编. 可编程控制器教程（基础篇）M. 电子工业
12、出版社， 2004.4 骆德汉 主编. 可编程控制器与现场总线网络控制M. 科学出版社，2005.5 钟肇新 编. 可编程控制器入门教程（SIMATIC S7200）M. 华南理工大学出版社，1999.6 SMC 有限公司 编. 现代实用气动技术M. 机械工业出版社，2003.图纸 QQ1074765680图纸 QQ10747656807 成大先 主编. 机械设计手册气压传动M. 化学工业出版社， 2004.8 徐炳辉 主编. 气动手册M. 上海科学技术出版社，2005.9 钱国庆. QDB- I 型精密气动打标机的研究与开发D. 南京理工大学，2002.10 何吕涛. 钢坯打号机的控制系统研
13、究D. 武汉科技大学，2004.11 宁国勤. 激光打标控制系统的研究与实现D. 华中师范大学，2002.12 杨秀萍,魏喜新. 小型液压打号机J .2000 年 2 月.13 唐怀军，郝山德. 新型气动钢板打号系统J. 机械工程师， 2002 年 11 月.14 武卫,辛世界,张新义,王好臣. 自动打标机的研制J. 2002 年 12 月.15 王益泉，辛凤兰，刘学胜，黄涛，左铁钏，王智勇. 钢板激光打孔打标机计算机控制的研究J. 计算机测量与控制. 2005 年 10 月.16 陆旭. PLC 控制系统抗干扰措施简述J. 林业机械与木工设备 ,2006 年.17 姜晓勇,孟爱华,项占琴.
14、PLC 在热轧钢坯喷号机的应用J. 机电工程,2001 年.18 卢飒. PLC 在自动喷号机控制系统中的应用J. 控制系统的应用 ,2002.19 魏巍，田芳方. s7-200PLC 与上位机串行通信设计J. 煤矿现代化,2006 年第二期.20 曹林，林红举，李世伟，邵子惠，宋耀华. 基于 S 7 - 200 的金属铭牌打字机的研究与实现J.成都纺织高等等专科学校学报, 2006 年 7 月.21 姚伟伟. 用西门子 PLC 实现长钢轨群吊多吊集控运行D. 大连铁道学院，2003 年.22 张广和. 气动数字定位控制系统的研究D. 重庆大学，2004 年.23 袁晓红. 可编程控制器梯形图语言编译器的研究与设计D. 中南大学，2004 年.24 Hot Spray Marking Maching Operational Manual
